BR112017024856B1 - ENGINE CONTROL DEVICE AND ENGINE CONTROL METHOD - Google Patents
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Abstract
A presente invenção inclui: um determinador de iniciação-interrupção de controle 11 que recebe um sinal de solicitação de iniciação-interrupção para controlar a iniciação e interrupção de um motor 5 e informações sobre o número de revoluções do motor 5 e que emite um sinal de estado para comutar um estado de uma tensão de acionamento dentre três estados de interrupção de controle, iniciação de controle, e partida de controle; e um controlador de tensão de acionamento 12 que aumenta gradualmente uma corrente de fase fornecida ao motor 5 utilizando-se um sinal de PWM enquanto o sinal de estado induz o estado da tensão de acionamento a se transacionar a partir da interrupção de controle à iniciação de controle e, então, à partida de controle.The present invention includes: a control start-stop determinator 11 which receives a start-stop request signal to control the start and stop of a motor 5 and information about the number of revolutions of the motor 5 and which outputs a stop signal state for switching a state of a drive voltage among three states of control interrupt, control initiation, and control start; and a drive voltage controller 12 which gradually increases a phase current supplied to the motor 5 using a PWM signal while the status signal induces the drive voltage state to transition from control interrupt to drive initiation. control and then to the control start.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de controle de motor e a um método de controle de motor que controlam uma corrente de fase de um motor utilizando-se uma tensão de acionamento fornecida ao motor.[001] The present invention relates to a motor control device and a motor control method that control a phase current of a motor using a drive voltage supplied to the motor.
[002] Convencionalmente, dentre os dispositivos de controle de motor que controlam correntes de fase fornecidas a um motor utilizando-se um método de PWM (Modulação por Largura de Pulso) (doravante referido como controle de PWM), conhece-se um dispositivo de controle de motor que determina que o controle de motor seja instável quando uma corrente de fase fluindo em pelo menos uma fase exceder um valor predeterminado, e interrompe o controle de PWM (Literatura de Patente 1). No método revelado na Literatura de Patente 1, o controle de PWM é retomado quando a corrente de fase estiver abaixo do valor predeterminado.[002] Conventionally, among motor control devices that control phase currents supplied to a motor using a PWM (Pulse Width Modulation) method (hereinafter referred to as PWM control), a control device is known. motor control which determines the motor control to be unstable when a phase current flowing in at least one phase exceeds a predetermined value, and stops the PWM control (Patent Literature 1). In the method disclosed in Patent Literature 1, PWM control is resumed when the phase current is below the predetermined value.
[003] Literatura de Patente 1: Publicação de Pedido de Patente Japonês No. Hei 11-252990[003] Patent Literature 1: Japanese Patent Application Publication No. Hey 11-252990
[004] No entanto, na Literatura de Patente 1, visto que o controle de PWM é retomado no momento quando a corrente de fase estiver abaixo do valor predeterminado, pode ocorrer uma ultrapassagem na corrente de fase logo após a retomada e causar vibrações em torque de motor.[004] However, in Patent Literature 1, since the PWM control is resumed at the moment when the phase current is below the predetermined value, an overshoot in the phase current may occur shortly after the resumption and cause vibrations in torque engine.
[005] A presente invenção foi concebida visando a solução do problema descrito acima e um objetivo da mesma consiste em proporcionar um dispositivo de controle de motor e um método de controle de motor que reduzam a ultrapassagem de uma corrente de fase que ocorre ao retomar o controle de PWM e, desse modo, suprimir as vibrações que ocorrem em torque de motor.[005] The present invention was conceived in order to solve the problem described above and an objective thereof is to provide a motor control device and a motor control method that reduce the overshoot of a phase current that occurs when resuming the PWM control and thereby suppress the vibrations that occur at engine torque.
[006] Um dispositivo de controle de motor de acordo com um aspecto da presente invenção inclui um determinador de iniciação-interrupção de controle e um controlador de tensão de acionamento. Quando um estado de uma tensão de acionamento fornecida a um motor precisar ser transicionado a partir de um estado de interrupção no qual o controle da tensão de acionamento é interrompido a um estado de partida no qual o controle é executado, sendo que o determinador de iniciação-interrupção de controle comuta o estado da tensão de acionamento a um estado de iniciação durante a transição a partir do estado de interrupção ao estado de partida. O controlador de tensão de acionamento controla a tensão de acionamento de modo que a corrente de fase aumente ou diminua no estado de iniciação à medida que o tempo decorre.[006] A motor control device according to an aspect of the present invention includes a control start-stop determinator and a drive voltage controller. When a drive voltage state supplied to a motor needs to be transitioned from an interruption state in which control of the drive voltage is stopped to a start state in which control is performed, where the initiation determinator -control interrupt switches the drive voltage state to an initiation state during the transition from the interrupt state to the start state. The trigger voltage controller controls the trigger voltage so that the phase current increases or decreases in the starting state as time elapses.
[007] A Figura 1 é um diagrama que ilustra um exemplo de configuração de um dispositivo de suprimento de potência de acionamento 1 para um carro elétrico.[007] Figure 1 is a diagram illustrating an example configuration of a drive power supply device 1 for an electric car.
[008] A Figura 2 é um diagrama que ilustra uma configuração funcional de um dispositivo de controle de motor 10 em uma primeira modalidade.[008] Figure 2 is a diagram illustrating a functional configuration of a
[009] A Figura 3 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma transição de estado do dispositivo de controle de motor 10.[009] Figure 3 is a diagram illustrating an example of a state transition of the
[010] A Figura 4 é um gráfico que ilustra um exemplo de uma alteração de um valor de limite superior de sinal de controle de portão em um estado de iniciação de controle.[010] Figure 4 is a graph illustrating an example of a change of a gate control signal upper limit value in a control initiation state.
[011] A Figura 5 é um diagrama que ilustra um exemplo de configuração funcional de um controlador de tensão de acionamento 12.[011] Figure 5 is a diagram that illustrates an example of the functional configuration of a
[012] A Figura 6 é um diagrama que ilustra um exemplo de um sinal de PWM em cada um dos estados de interrupção de controle, iniciação de controle e partida de controle.[012] Figure 6 is a diagram illustrating an example of a PWM signal in each of the control interrupt, control initiation and control start states.
[013] A Figura 7 é um gráfico que ilustra um exemplo de uma alteração de uma corrente de fase no caso onde o dispositivo de controle de motor 10 controla um motor 5.[013] Figure 7 is a graph illustrating an example of a phase current change in the case where the
[014] A Figura 8 é um gráfico que ilustra outro exemplo da alteração da corrente de fase no caso onde o dispositivo de controle de motor 10 controla o motor 5.[014] Figure 8 is a graph illustrating another example of the phase current change in the case where the
[015] A Figura 9 é um diagrama que ilustra um exemplo no qual a amplitude do sinal de PWM é aumentada no estado de iniciação.[015] Figure 9 is a diagram illustrating an example in which the amplitude of the PWM signal is increased in the initialization state.
[016] A Figura 10 é um gráfico que ilustra outro exemplo da alteração do valor de limite superior de sinal de controle de portão no estado de iniciação de controle.[016] Figure 10 is a graph illustrating another example of changing the gate control signal upper limit value in the control initiation state.
[017] A Figura 11 é um diagrama que ilustra parte de um fluxo de operação no qual um determinador de iniciação-interrupção de controle 11 realiza uma determinação no estado de “interrupção de controle”.[017] Figure 11 is a diagram illustrating part of an operation flow in which a control initiation-
[018] A Figura 12 é um diagrama que ilustra parte de um fluxo de operação no qual um determinador de iniciação-interrupção de controle 11 realiza uma determinação no estado de “partida de controle”.[018] Figure 12 is a diagram illustrating part of an operation flow in which a control start-
[019] A Figura 13 é um diagrama que ilustra um exemplo de configuração funcional de um dispositivo de controle de motor 20 em uma segunda modalidade.[019] Figure 13 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a
[020] A Figura 14 é um diagrama que ilustra um exemplo de configuração funcional de um controlador de tensão de acionamento 22.[020] Figure 14 is a diagram illustrating an example of the functional configuration of a
[021] A Figura 15 é um gráfico que ilustra um exemplo de Vd1* e Vq1* calculados por um controlador de valor de instrução de tensão 21.[021] Figure 15 is a graph illustrating an example of Vd1* and Vq1* calculated by a voltage
[022] A Figura 16 é um gráfico que ilustra outro exemplo de Vd1* e Vq1* calculado pelo controlador de valor de instrução de tensão 21.[022] Figure 16 is a graph illustrating another example of Vd1* and Vq1* calculated by voltage
[023] A Figura 17 é um gráfico que ilustra ainda outro exemplo de Vd1* e Vq1* calculado pelo controlador de valor de instrução de tensão 21.[023] Figure 17 is a graph illustrating yet another example of Vd1* and Vq1* calculated by voltage
[024] A Figura 18 é um gráfico que ilustra um exemplo da alteração da corrente de fase no caso onde um dispositivo de controle de motor de acordo com um exemplo comparativo controla o motor 5.[024] Figure 18 is a graph illustrating an example of the phase current change in the case where a motor control device according to a comparative example controls
[025] As modalidades são descritas com referência aos desenhos. Na descrição dos desenhos, as mesmas partes são denotadas pelas mesmas referências numéricas e a descrição das mesmas é omitida. Antes de descrever um dispositivo de controle de motor 10 de uma primeira modalidade, proporciona-se a descrição de um dispositivo de suprimento de potência de acionamento 1 de um carro elétrico que inclui o dispositivo de controle de motor 10 da primeira modalidade.[025] The embodiments are described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same numerical references and the description thereof is omitted. Before describing a
[026] A Figura 1 ilustra um exemplo de configuração do dispositivo de suprimento de potência de acionamento 1 de um carro elétrico que inclui o dispositivo de controle de motor 10 da primeira modalidade. O dispositivo de suprimento de potência de acionamento 1 fornece um suprimento de potência de acionamento a um motor elétrico síncrono de ímã permanente trifásico (doravante referido como motor) que aciona, por exemplo, um veículo elétrico tal como um carro híbrido ou um carro elétrico.[026] Figure 1 illustrates an example configuration of the drive power supply device 1 of an electric car that includes the
[027] O dispositivo de suprimento de potência de acionamento 1 inclui uma bateria 2, unidades de relé 3, 14, um inversor 4, um motor 5, um capacitor 6, sensores de corrente 7, um sensor de ângulo 8, um sensor de tensão 9, o dispositivo de controle de motor 10 e um dispositivo de controle de veículo 13.[027] The drive power supply device 1 includes a battery 2,
[028] A bateria 2 é uma fonte de alimentação de CC que consiste em uma célula secundária, e similares. A tensão de CC da bateria 2 é fornecida ao inversor 4 e ao capacitor 6 através da unidade de relé 3. Quando a unidade de relé 3 for ligada, a unidade de relé 14 conectada em paralelo à bateria 2 é aberta. O ligamento das unidades de relé 3, 14 é controlado por uma operação LIGA/DESLIGA (sinal de controle de relé) de um comutador de chave operado por um motorista, através do dispositivo de controle de veículo 13 que será descrito posteriormente.[028] Battery 2 is a DC power supply consisting of a secondary cell, and the like. DC voltage from battery 2 is supplied to inverter 4 and capacitor 6 through
[029] O inversor 4 realiza conversão de potência entre a bateria 2 e o motor 5. O inversor 4 converte a potência CC fornecida a partir da bateria 2 em tensões trifásicas (fase U, fase V, fase W) e converte a potência de CA trifásica gerada no motor 5 em potência CC.[029] Inverter 4 performs power conversion between battery 2 and
[030] O inversor 4 inclui múltiplos elementos de comutação Tr1 a Tr6, múltiplos elementos de retificação D1 a D6, e um circuito de acionamento de portão 41. Um circuito de braço é formado conectando-se um eletrodo emissor do elemento de comutação Tr1, tendo um eletrodo coletor conectado a um eletrodo positivo da bateria 2, a um eletrodo coletor do elemento de comutação Tr2 tendo um eletrodo emissor conectado a um eletrodo negativo da bateria 2. Um ponto de conexão dos elementos de comutação Tr1 (doravante referido como braço superior) e Tr2 (doravante referido como braço inferior) que forma o circuito de braço é conectado a uma bobina de fase U não ilustrada do motor 5. Os elementos de retificação D1 e D2 são conectados respectivamente ao braço superior Tr1 e ao braço inferior Tr2 em uma direção antiparalela.[030] Inverter 4 includes multiple switching elements Tr1 to Tr6, multiple rectifying elements D1 to D6, and a
[031] Os braços superiores Tr3, Tr5, tendo eletrodos coletores conectados ao eletrodo positivo da bateria 2, e os braços inferiores Tr4, Tr6, tendo eletrodos coletores conectados ao eletrodo negativo da bateria 2, também formam circuitos de braços como o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2. Os pontos de conexão nos respectivos circuitos de braço são conectados respectivamente à bobina de fase V e à bobina de fase W não ilustradas do motor 5. Os elementos de retificação D3 a D6 são conectados aos braços superiores Tr3, Tr5 e aos braços inferiores Tr4, Tr6 na direção antiparalela.[031] The upper arms Tr3, Tr5, having collector electrodes connected to the positive electrode of battery 2, and the lower arms Tr4, Tr6, having collector electrodes connected to the negative electrode of battery 2, also form arm circuits such as the upper arm Tr1 and the lower arm Tr2. The connection points in the respective arm circuits are respectively connected to the unillustrated V-phase coil and the W-phase coil of
[032] Os sinais de controle de portão gerados com base em um sinal de PWM emitido pelo dispositivo de controle de motor 10 são conectados a eletrodos de portão dos elementos de comutação Tr1 a Tr6 formando o inversor 4. Um sinal de controle de portão GUP é conectado ao eletrodo de portão do braço superior Tr1. Um sinal de controle de portão GUN é conectado ao eletrodo de portão do braço inferior Tr2. De modo similar, um sinal de controle de portão GVP é conectado ao eletrodo de portão do braço superior Tr3, um sinal de controle de portão GVN é conectado ao eletrodo de portão do braço inferior Tr4, um sinal de controle de portão GWP é conectado ao braço superior Tr5, e um sinal de controle de portão GWN é conectado ao braço inferior Tr6.[032] The gate control signals generated based on a PWM signal emitted by the
[033] O circuito de acionamento de portão 41 controla o LIGAMENTO/DESLIGAMENTO dos braços superiores Tr1, Tr3, Tr5 e dos braços inferiores Tr2, Tr4, Tr6 em uma temporização predeterminada, com base no sinal de PWM recebido a partir do dispositivo de controle de motor 10. Os sinais para controle de LIGAMENTO/DESLIGAMENTO são os sinais de controle de portão GUP, GUN, GVP, GVN, GWP, GWN descritos anteriormente. A temporização predeterminada é um ciclo (doravante referido como ciclo portador) de controle de LIGAMENTO/DESLIGAMENTO dos braços superiores e inferiores Tr1 a Tr6.[033] The
[034] Ademais, o circuito de acionamento de portão 41 detecta estados de anomalia de superaquecimento e sobrecorrente nos braços superiores e inferiores e emite um sinal de anomalia de IGBT ao dispositivo de controle de motor 10. Adicionalmente, o circuito de acionamento de portão 41 converte um sinal a partir do de tensão 9 em um sinal com um nível de amplitude reconhecível pelo dispositivo de controle de motor 10 e emite o sinal convertido ao dispositivo de controle de motor 10, o sensor de tensão 9 configurado para detectar a tensão do capacitor 6 que suaviza a tensão entre o eletrodo positivo e o eletrodo negativo do inversor 4.[034] In addition, the
[035] Os sensores de corrente 7 emitem sinais de sensor de corrente obtidos medindo-se correntes de fase que fluem respectivamente através da bobina de fase U, da bobina de fase V e da bobina de fase W, ao dispositivo de controle de motor 10. Nota-se que, visto que o total das correntes de fase que fluem através das respectivas bobinas é igual a zero, não há necessidade de proporcionar os sensores de corrente 7 para todas as três fases.[035] The
[036] O dispositivo de controle de motor 10 controla uma tensão de acionamento fornecida ao motor 5 utilizando-se o sinal de PWM. O dispositivo de controle de motor 10 gera o sinal de PWM com base nas informações de ângulo de um rotor não ilustrado do motor 5, os sinais de sensor de corrente (Iu, Iv, Iw), um sinal de tensão de capacitor, um sinal de partida-interrupção de controle, e um valor T* de instrução de torque. O sinal de PWM é um sinal com a mesma largura de pulso e a mesma amplitude que os sinais de controle de portão GUP, GUN, GVP, GVN, GWP, GWN descritos anteriormente. Nota-se que a notação de U, V, W é omitida quando for desnecessário, e os sinais de controle de portão são notados como sinais de controle de portão GP, GN posteriormente.[036] The
[037] O dispositivo de controle de motor 10 recebe o sinal de partida- interrupção de controle e o valor T* de instrução de torque a partir do dispositivo de controle de veículo 13. O dispositivo de controle de veículo 13 inclui uma CPU, uma ROM, e uma RAM, e emite o sinal de partida-interrupção de controle em resposta à operação de LIGAMENTO do comutador de chave para iniciar o controle de acionamento do veículo elétrico. Ademais, o dispositivo de controle de veículo 13 calcula o valor T* de instrução de torque com base em um sinal de acelerador, um sinal de freio, e um sinal de posição de marcha.[037] The
[038] A seguir, descrevem-se em detalhes as características do dispositivo de controle de motor 10 da primeira modalidade.[038] Next, the characteristics of the
[039] O dispositivo de controle de motor 10 de acordo com a primeira modalidade é descrito com referência à Figura 2. O dispositivo de controle de motor 10 da modalidade inclui um determinador de iniciação-interrupção de controle 11 e um controlador de tensão de acionamento 12.[039] The
[040] O determinador de iniciação-interrupção de controle 11 comuta um estado da tensão de acionamento fornecida ao motor 5 a um estado de interrupção no qual o controle é interrompido, um estado de partida no qual o controle é executado, ou um estado de iniciação. No “estado de iniciação,” o controlador de tensão de acionamento 12 controla a tensão de acionamento de modo que as correntes de fase aumentem ou diminuem à medida que o tempo decorre.[040] The control start-
[041] Nota-se que o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 realiza uma etapa de determinação de iniciação-interrupção de controle em um método de controle de motor de acordo com a primeira modalidade. Ademais, o controlador de tensão de acionamento 12 realiza uma etapa de controle de tensão de acionamento no método de controle de motor.[041] It is noted that the control initiation-
[042] A Figura 3 ilustra três estados do determinador de iniciação- interrupção de controle 11 que são “interrupção de controle α (estado de interrupção),” “partida de controle β (estado de partida),” e “iniciação de controle Y (estado de iniciação).” Os estados são descritos com referência ao diagrama de transição de estado da Figura 3.[042] Figure 3 illustrates three states of the control start-
[043] A “interrupção de controle α” é um estado no qual o controle do inversor 4 é interrompido. A “interrupção de controle α” é um estado no qual a saída do sinal de PWM é interrompida, por exemplo, quando o veículo elétrico for parado ou quando ocorrer uma anomalia nas correntes de fase ou uma alteração abrupta no número de revoluções do motor 5.[043] “α control interruption” is a state in which control of drive 4 is interrupted. “α control interruption” is a state in which the output of the PWM signal is interrupted, for example when the electric vehicle is stopped or when there is an anomaly in the phase currents or an abrupt change in the number of revolutions of the
[044] A “partida de controle β” é um estado no qual o inversor 4 é controlado de acordo com o valor T* de instrução de torque durante o deslocamento do veículo elétrico, ou similares. A “partida de controle β” é um estado no qual o inversor 4 é controlado utilizando-se o sinal de PWM.[044] The “β control start” is a state in which the inverter 4 is controlled according to the torque instruction T* value during the displacement of the electric vehicle, or similar. The “β control start” is a state in which inverter 4 is controlled using the PWM signal.
[045] A “iniciação de controle Y” é um estado que conecta a “interrupção de controle α” e a “partida de controle β.” A “iniciação de controle Y” é um estado no qual o inversor 4 é controlado utilizando-se um sinal de PWM diferente do sinal de PWM usado na “partida de controle β.”[045] The “Y control start” is a state that connects the “α control interrupt” and the “β control start.” “Y control start” is a state in which drive 4 is controlled using a PWM signal different from the PWM signal used in “β control start.”
[046] Uma transição de estado a partir da “interrupção de controle α” à “partida de controle β” é realizada quando o número de revoluções do motor 5 retornar a um valor inferior a um valor predeterminado. Isso ocorre porque, quando o número de revoluções do motor 5 após o retorno for inferior ao valor predeterminado, um grau de ultrapassagem é pequeno mesmo sem uma transição à “iniciação de controle y.” De modo correspondente, a transição direta a partir da “interrupção de controle α” à “partida de controle β” é realizada. Quando o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 determinar a realização da transição à “partida de controle β,” o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 emite um sinal de estado indicando o “partida de controle β” ao controlador de tensão de acionamento 12.[046] A state transition from “control interrupt α” to “control start β” is performed when the number of revolutions of
[047] Uma transição de estado a partir da “partida de controle β” à “interrupção de controle α” é realizada, por exemplo, quando ocorrer uma anomalia na corrente de fases. Quando o determinador de iniciação- interrupção de controle 11 determina a realização da transição à “interrupção de controle α,” o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 emite um sinal de estado que indica a “interrupção de controle α” ao controlador de tensão de acionamento 12.[047] A state transition from “control start β” to “control stop α” is performed, for example, when an anomaly occurs in the phase current. When the control start-
[048] Uma transição de estado a partir da “interrupção de controle α” à “iniciação de controle Y” é realizada quando o número de revoluções do motor 5 retornar a um valor superior ao valor predeterminado. Visto que o grau de ultrapassagem é grande quando o número de revoluções do motor 5 após o retorno for maior que o valor predeterminado, realiza-se a transição nesse caso de modo que o estado retorne a partir da “interrupção de controle α” à “partida de controle β” através da “iniciação de controle y.” Quando o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 determinar a realização da transição à “iniciação de controle y,” o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 emite um sinal de estado que indica o estado de “iniciação de controle y” ao controlador de tensão de acionamento 12.[048] A state transition from “α control interrupt” to “Y control initiation” is performed when the number of revolutions of
[049] Nota-se que a determinação da transição de estado a partir da “interrupção de controle α” à “iniciação de controle y” pode ser realizada com base em múltiplas informações. Por exemplo, a determinação é realizada com base em informações como as correntes de fase, o número de revoluções, e as temperaturas de modo que a transição de estado seja realizada quando alterações na corrente de fases no momento de retomar o controle forem grandes, quando o número de revoluções do motor 5 for igual ou maior que o número de revoluções predeterminado, quando a temperatura dos elementos de comutação no inversor 4 for igual ou maior que um limiar, ou em casos similares. Essas informações podem ser obtidas a partir de sinais de sensor de corrente, informações de ângulo de rotor, e o sinal de anomalia de IGBT. A determinação pode ser realizada utilizando-se as informações independentemente ou combinando-se múltiplas informações. Ademais, a transição a partir da “iniciação de controle y” à “partida de controle β” também pode ser realizada com base nas informações.[049] Note that the determination of the state transition from the “control interrupt α” to the “control initiation y” can be performed based on multiple information. For example, the determination is performed based on information such as the phase currents, the number of revolutions, and the temperatures so that the state transition is performed when changes in the phase current at the time of resuming control are large, when the number of revolutions of the
[050] A transição de estado a partir da “iniciação de controle y” à “partida de controle β” é realizada, por exemplo, quando um tempo predeterminado decorrer a partir do momento de transição à “iniciação de controle y-” Ademais, a transição de estado é realizada o valor de limite superior dos sinais de controle de portão GP, GN (doravante referido como valor de limite superior de sinal de controle de portão) para LIGAR os braços superiores e inferiores Tr1 a Tr6 alcançar um valor predeterminado. O valor de limite superior de sinal de controle de portão determina o modo (largura de pulso, amplitude) do sinal de PWM.[050] The state transition from “y-control initiation” to “β-control initiation” is performed, for example, when a predetermined time elapses from the moment of transition to “y-control initiation”. the state transition is performed from the upper limit value of the gate control signals GP, GN (hereinafter referred to as the upper limit value of gate control signal) to ON the upper and lower arms Tr1 to Tr6 reach a predetermined value. The gate control signal upper limit value determines the mode (pulse width, amplitude) of the PWM signal.
[051] O valor de limite superior de sinal de controle de portão é emitido a partir do determinador de iniciação-interrupção de controle 11 ao controlador de tensão de acionamento 12. A Figura 4 ilustra um exemplo de uma alteração do valor de limite superior de sinal de controle de portão. O eixo geométrico horizontal da Figura 4 representa um tempo decorrido a partir da transição à “iniciação de controle y” e o eixo geométrico vertical da Figura 4 representa, por exemplo, a largura de pulso no valor de limite superior de sinal de controle de portão. Nesse caso, o valor de limite superior é uma correspondência um para um com o tempo decorrido, e significa que não há um valor maior que o limite superior.[051] The gate control signal upper limit value is output from the control start-
[052] Conforme ilustrado na Figura 4, a largura de pulso no valor de limite superior de sinal de controle de portão é aumentada à medida que o tempo decorre a partir da transição à “iniciação de controle y.” A largura de pulso no valor de limite superior de sinal de controle de portão é aumentada linearmente, por exemplo, a uma largura de pulso (valor predeterminado) correspondente a uma razão de trabalho de 50% do ciclo de portador do sinal de PWM.[052] As illustrated in Figure 4, the pulse width at the gate control signal upper limit value is increased as time elapses from the transition to “y control initiation.” The pulse width in the gate control signal upper limit value is linearly increased, for example, to a pulse width (predetermined value) corresponding to a duty ratio of 50% of the carrier cycle of the PWM signal.
[053] O controlador de tensão de acionamento 12 gera o sinal de PWM correspondente ao valor de limite superior de sinal de controle de portão. O sinal de PWM é um sinal com a mesma largura de pulso e a mesma amplitude que os sinais de controle de portão GP, GN conforme descrito anteriormente. De modo correspondente, o dispositivo de controle de motor 10 pode controlar as magnitudes das correntes de fase do motor 5 utilizando-se o sinal de PWM.[053] The
[054] Nota-se que o controlador de tensão de acionamento 12 pode manter o valor de limite superior de sinal de controle de portão. Operações similares também podem ser realizadas nesse caso.[054] It is noted that the
[055] A Figura 5 ilustra um exemplo de configuração funcional do controlador de tensão de acionamento 12, e operações do mesmo serão descritas em detalhes adicionais. O controlador de tensão de acionamento 12 inclui um calculador de valor de instrução de corrente 120, um controlador de corrente 121, um conversor de d-q/trifásico 122, um conversor de tensão/trabalho 123, um gerador de sinal de PWM 124, um calculador de fase 125, um calculador de número de revoluções 126, e um conversor trifásico/d-q 127.[055] Figure 5 illustrates an example of the functional configuration of the
[056] O calculador de valor de instrução de corrente 120 calcula um valor de instrução de corrente de eixo geométrico d Id* e um valor de instrução de corrente de eixo geométrico q Iq* utilizando-se o valor T* de instrução de torque calculado pelo dispositivo de controle de veículo 13 e o número de revoluções w do motor 5 calculado pelo calculador de número de revoluções 126. O valor de instrução de corrente de eixo geométrico d Id* e o valor de instrução de corrente de eixo geométrico q Iq* são valores de corrente do eixo geométrico d e do eixo geométrico q usados em um método de controle de vetor de corrente. O calculador de número de revoluções 126 calcula o número de revoluções w do motor 5 a partir de uma fase de rotação θ calculada pelo calculador de fase 125.[056] Current
[057] O controlador de corrente 121 calcula um valor de instrução de tensão de eixo geométrico d Vd* e um valor de instrução de tensão de eixo geométrico q Vq* utilizando-se o sinal de estado recebido a partir do determinador de iniciação-interrupção de controle 11, o valor de instrução de corrente de eixo geométrico d Id*, o valor de instrução de corrente de eixo geométrico q Iq*, e uma corrente de eixo geométrico d Id e uma corrente de eixo geométrico q Iq recebidas a partir do conversor trifásico/d-q 127. No estado de “partida de controle”, Vd* e Vq* são calculados de modo que Id e Iq sigam Id* e Iq*. Em outras palavras, as tensões de acionamento são determinadas de modo que as correntes medidas pelos sensores de corrente sigam as correntes alvo.[057] The
[058] Ademais, no estado de “iniciação de controle”, Vd* e Vq* são ajustados para “0.” De modo específico, o dispositivo de controle de motor 10 da modalidade minimiza um efeito sobre as correntes de fase na transição ao estado de “iniciação de controle”.[058] Furthermore, in the “control initialization” state, Vd* and Vq* are set to “0.” Specifically, the
[059] O conversor de d-q/trifásico 122 converte o valor de instrução de tensão de eixo geométrico d Vd* e o valor de instrução de tensão de eixo geométrico q Vq* calculado pelo controlador de corrente 121 em valores de instrução de tensão CA trifásicos Vu*, Vv*, Vw*, com base na fase de rotação θ calculada pelo calculador de fase 125. Os valores de instrução de tensão CA trifásicos Vu*, Vv*, Vw* obtidos pela conversão são emitidos ao gerador de sinal de PWM 124. O calculador de fase 125 calcula a fase de rotação θ com base nas informações de ângulo de rotor a partir do sensor de ângulo 8.[059] The d-q/three-
[060] O conversor de tensão/trabalho 123 gera sinais de trabalho Du*, Dv*, Dw* que acionam os elementos de comutação trifásicos, com base nos valores de instrução de tensão CA trifásicos Vu*, Vv*, Vw* e o sinal de tensão de capacitor sendo a tensão do capacitor 6.[060] The voltage/
[061] O gerador de sinal de PWM 124 gera o sinal de PWM usado para controlar o inversor 4, com base no sinal de estado, o valor de limite superior de sinal de controle de portão, e os sinais de trabalho Du*, Dv*, Dw*. Nesse caso, a largura de pulso do sinal de PWM é determinada pelo valor de limite superior de sinal de controle de portão. Em outras palavras, na modalidade, o modo do sinal de PWM e os modos dos sinais de controle de portão GP, GN são iguais. Na descrição a seguir, os sinais inseridos nos eletrodos de portão dos braços superiores e inferiores Tr1 a Tr6 são referidos como sinal de PWM.[061] The
[062] Descreve-se uma operação realizada pelo controlador de tensão de acionamento 12 para alterar o sinal de PWM. A descrição é dada enquanto se refere a uma fase do sinal de PWM nos três estados de “interrupção de controle,” “iniciação de controle,” e “partida de controle.”[062] An operation performed by the
[063] A Figura 6 é um diagrama que ilustra os sinais de PWM para o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 da fase U. A Figura 6 ilustra os sinais de PWM para o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 nos estados de “interrupção de controle,” “iniciação de controle,” e “partida de controle” a partir do topo. A direção horizontal representa o tempo.[063] Figure 6 is a diagram illustrating the PWM signals for the upper arm Tr1 and the lower arm Tr2 of the U phase. Figure 6 illustrates the PWM signals for the upper arm Tr1 and the lower arm Tr2 in the states of “control interrupt,” “control start,” and “control start” from the top. The horizontal direction represents time.
[064] Na “interrupção de controle,” o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 estão ambos DESLIGADOS. Os braços superiores e inferiores das outras fases também estão todos DESLIGADOS. Quando o veículo elétrico estiver, por exemplo, se deslocando, o motor 5 está girando, logo, mesmo se estiver no estado de “interrupção de controle”, gera-se uma força eletromotriz contrária no motor 5 devido à alteração com o passar do tempo em um fluxo magnético interligando-se a cada bobina de fase. A corrente de fase baseada nessa força eletromotriz contrária flui na bateria 2 através dos elementos de retificação D1 a D6 conectados antiparalelamente aos braços superior e inferior. Nesse estado de “interrupção de controle”, o dispositivo de controle de motor 10 literalmente não controla o motor 5.[064] On “control interrupt,” upper arm Tr1 and lower arm Tr2 are both OFF. The upper and lower arms of the other stages are also all OFF. When the electric vehicle is, for example, moving,
[065] Entretanto, na “partida de controle,” o braço superior Tr1 ou o braço inferior Tr2 está sempre ajustado ao estado LIGADO. O controle de fornecer uma corrente de fase desejada ao motor 5 é realizado ligando-se e desligando-se os braços superiores e inferiores de modo que um deles esteja sempre no estado LIGADO na “partida de controle”.[065] However, in the “control start,” upper arm Tr1 or lower arm Tr2 is always set to the ON state. Control of supplying a desired phase current to
[066] A “iniciação de controle” é o estado que conecta a “interrupção de controle” e o “partida de controle.” Na “iniciação de controle,” os sinais de PWM para o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 são alterados de modo que o valor de limite superior da corrente de fase aumente à medida que o tempo decorre. Por exemplo, a largura de pulso do sinal de PWM é gradualmente aumentada à medida que o tempo decorre. Como resultado, o valor máximo (valor de limiar superior) da amplitude da corrente de fase pode ser gradualmente aumentado. Isso também ocorre para outras fases.[066] “Control start” is the state that connects “control interrupt” and “control start.” On “control initialization,” the PWM signals for upper arm Tr1 and lower arm Tr2 are changed such that the phase current upper limit value increases as time elapses. For example, the pulse width of the PWM signal is gradually increased as time elapses. As a result, the maximum value (upper threshold value) of the phase current amplitude can be gradually increased. This also occurs for other phases.
[067] A duração LIGADA do braço inferior Tr2 no tempo t3 é mais longa que a duração LIGADA do braço superior Tr1 no tempo t2. Ademais, a duração LIGADA do braço superior tr1 no tempo t4 é mais longa que a duração LIGADA do braço inferior Tr2 no tempo t3. Em outras palavras, a largura de pulso de cada sinal de PWM aumenta dependendo da alteração do valor de limite superior de sinal de controle de portão na Figura 4. Então, quando a largura de pulso de cada sinal de PWM aumentar a um valor predeterminado, o estado transiciona à “partida de controle.”[067] The ON duration of the lower arm Tr2 at time t3 is longer than the ON duration of the upper arm Tr1 at time t2. Furthermore, the ON duration of the upper arm tr1 at time t4 is longer than the ON duration of the lower arm Tr2 at time t3. In other words, the pulse width of each PWM signal increases depending on the change of the gate control signal upper limit value in Figure 4. So, when the pulse width of each PWM signal increases to a predetermined value, state transitions to "control start."
[068] Proporcionar o estado de “iniciação de controle” descrito anteriormente reduz a ultrapassagem da corrente de fase no motor 5. Figura 7 ilustra um resultado de simulação da corrente de fase no caso onde o dispositivo de controle de motor 10 d modalidade controla o motor 5. A Figura 7 ilustra alterações na corrente de fase e no torque com o passar do tempo no caso onde a transição de estados a partir da “interrupção de controle” à “iniciação de controle” e, então, à “partida de controle.”[068] Providing the previously described “control initiation” state reduces phase current overshoot in
[069] Conforme ilustrado na Figura 7, a amplitude da corrente de fase no estado de “iniciação de controle” aumenta gradualmente à medida que o tempo decorre. Conforme descrito anteriormente, o controlador de tensão de acionamento 12 controla a tensão de acionamento fornecida ao motor 5 de modo que o valor máximo (valor de limite superior) da amplitude da corrente de fase aumente gradualmente.[069] As illustrated in Figure 7, the amplitude of the phase current in the “control initiation” state gradually increases as time elapses. As described earlier, the
[070] Ademais, quando a corrente de fase no estado de “interrupção de controle” for alta, o controlador de tensão de acionamento 12 controla a tensão de acionamento de modo que o valor máximo (valor de limite superior) da amplitude da corrente de fase diminua gradualmente à medida que o tempo decorre. A Figura 8 ilustra um resultado de simulação do caso onde a corrente de fase é reduzida.[070] Furthermore, when the phase current in the “control interruption” state is high, the
[071] O controlador de tensão de acionamento 12 reduz a ultrapassagem e a subpassagem da corrente de fase conforme descrito anteriormente. O modo de alteração do valor máximo (valor de limite superior) da corrente de fase amplitude 'determinado pelo valor de limite superior de sinal de controle de portão emitido pelo determinador de iniciação-interrupção de controle 11.[071] The
[072] As operações e efeitos a podem ser obtidos a partir do dispositivo de controle de motor 10 da primeira modalidade descrita anteriormente.[072] The operations and effects a can be obtained from the
[073] No estado de “iniciação de controle”, visto que a largura de pulso do sinal de PWM aumenta gradualmente, não ocorrem alterações abruptas na fase da corrente de fase. Como resultado, é possível suprimir uma elevação (queda) abrupta da corrente de fase que é denominada como sistema de vibração secundário.[073] In the “control initiation” state, since the pulse width of the PWM signal gradually increases, there are no abrupt changes in the phase of the phase current. As a result, it is possible to suppress an abrupt rise (fall) of the phase current which is termed as secondary vibration system.
[074] No estado de “iniciação de controle”, o controle é realizado de modo que o limite superior da corrente de fase aumente à medida que o tempo decorre (Figuras 7 e 8). O dispositivo de controle de motor 10 da modalidade evita a ocorrência de falhas de dispositivo devido a uma corrente excessiva. Ademais, o dispositivo de controle de motor 10 também evita flutuações de torque.[074] In the “control initiation” state, the control is carried out so that the upper limit of the phase current increases as time elapses (Figures 7 and 8). The
[075] No exemplo descrito anteriormente, embora a descrição seja dada utilizando-se o exemplo no qual a largura de pulso do sinal de PWM é aumentada à medida que o tempo decorre, a amplitude do sinal de PWM pode ser aumentada à medida que o tempo decorre. A Figura 9 ilustra um exemplo no qual a amplitude d sinal de PWM é aumentada no estado de “iniciação de controle” à medida que o tempo decorre. Quando o estado da tensão de acionamento transicionar ao estado de “iniciação de controle”, a amplitude do sinal de PWM para cada um dentre o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 aumenta para corresponder ao valor de limite superior de amplitude para cada tempo decorrido. O mesmo se aplica à fase P e à fase W.[075] In the example described above, although the description is given using the example in which the pulse width of the PWM signal is increased as time elapses, the amplitude of the PWM signal can be increased as the time elapses. Figure 9 illustrates an example in which the amplitude of the PWM signal is increased in the "control initialization" state as time elapses. When the drive voltage state transitions to the “control initiation” state, the amplitude of the PWM signal for each of the upper arm Tr1 and lower arm Tr2 increases to correspond to the amplitude upper limit value for each elapsed time . The same applies to the P-phase and the W-phase.
[076] Um dispositivo de controle de motor tendo os mesmos efeitos que o caso supramencionado para controlar a largura de pulso pode ser obtido também alterando-se a amplitude do sinal de PWM conforme descrito anteriormente. Ademais, efeitos similares podem ser obtidos também alterando-se da largura de pulso e a amplitude simultaneamente.[076] A motor control device having the same effects as the above-mentioned case to control the pulse width can be obtained also by changing the amplitude of the PWM signal as described above. Furthermore, similar effects can also be obtained by changing the pulse width and amplitude simultaneously.
[077] Ademais, no exemplo descrito anteriormente, embora a descrição seja dada utilizando-se o exemplo no qual o valor de limite superior de sinal de controle de portão para alterar o sinal de PWM é linearmente alterado em uma taxa de alteração fixa, a taxa de alteração pode ser gradualmente aumentada conforme ilustrado na Figura 10. Os eixos geométricos vertical e horizontal na Figura 10 são iguais aos da Figura 4.[077] Furthermore, in the example described above, although the description is given using the example in which the gate control signal upper limit value for changing the PWM signal is linearly changed at a fixed rate of change, the rate of change can be gradually increased as illustrated in Figure 10. The vertical and horizontal geometric axes in Figure 10 are the same as in Figure 4.
[078] A alteração da corrente de fase no estado de “iniciação de controle” pode ser tornada mais suave aumentando-se a taxa de alteração do valor de limite superior de sinal de controle de portão à medida que o tempo decorrer conforme ilustrado na Figura 10. Como resultado, uma elevação (queda) abrupta da corrente de fase pode ser certamente reduzida.[078] The phase current change in the “control initiation” state can be made smoother by increasing the rate of change of the gate control signal upper limit value as time elapses as illustrated in Figure 10. As a result, an abrupt rise (fall) of the phase current can certainly be reduced.
[079] Adicionalmente, a descrição é dada utilizando-se o exemplo no qual a transição de estado ao estado de “interrupção de controle” é realizada quando uma corrente de fase excessiva fluir devido ao aumento de um distúrbio e desvio inesperados entre o valor alvo e o valor de medição (sinal de sensor de corrente) da corrente de fase. No entanto, o estado pode ser transicionado mais simplesmente à “interrupção de controle.” Por exemplo, o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 pode ser configurado para comutar à “interrupção de controle” quando a corrente de fase exceder um limiar.[079] Additionally, the description is given using the example in which the state transition to the “control interrupt” state is performed when an excessive phase current flows due to the increase of an unexpected disturbance and deviation between the target value and the measured value (current sensor signal) of the phase current. However, the state can be transitioned more simply to "control interrupt." For example, control start-
[080] A Figura 11 ilustra um fluxo de operação no qual o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 comuta o estado da tensão de acionamento ao estado de “interrupção de controle” quando a corrente de fase exceder o limiar e quando a temperatura dos elementos de comutação Tr1 a Tr6 exceder um limiar. Quando o valor de medição da corrente de alcançar ou exceder o limiar (SIM na etapa S10), o estado da tensão de acionamento é transicionado ao estado de “interrupção de controle”. Ademais, quando a temperatura dos elementos de comutação Tr1 a Tr6 alcançar o limiar (SIM na etapa S11), o estado da tensão de acionamento é transicionado ao estado de “interrupção de controle”.[080] Figure 11 illustrates an operation flow in which the control initiation-
[081] A determinação da etapa S10 pode ser realizada utilizando-se a corrente de fase obtida a partir de cada sensor de corrente ou utilizando-se valores como um valor de instrução de corrente que instrui o valor alvo supramencionado. A dispositivo de controle de motor que pode detectar um estado anormal do controle de PWM mais rapidamente e a interrupção do controle de PWM precisamente pode ser alcançada realizando-se uma transição ao estado de “interrupção de controle” com base na corrente de fase.[081] The determination of step S10 can be performed using the phase current obtained from each current sensor or using values such as a current instruction value that instructs the aforementioned target value. A motor control device that can detect an abnormal state of PWM control more quickly and the PWM control interrupt accurately can be achieved by performing a transition to the “control interrupt” state based on the phase current.
[082] Nota-se que a temperatura dos elementos de comutação Tr1 a Tr6 que excede o limiar pode ser detectada utilizando-se, por exemplo, o sinal de anomalia de IGBT supramencionado. Um dispositivo de controle de motor que pode evitar falhas dos elementos de comutação pode ser alcançado detectando-se um estado anormal do controle de PWM com base em se a temperatura dos elementos de comutação excedeu o limiar ou não.[082] It is noted that the temperature of the switching elements Tr1 to Tr6 that exceeds the threshold can be detected using, for example, the aforementioned IGBT anomaly signal. A motor control device that can prevent switching element failures can be achieved by detecting an abnormal state of the PWM control based on whether the temperature of the switching elements has exceeded the threshold or not.
[083] Interromper ativamente controle de PWM quando uma anomalia na corrente de fase ou na temperatura for detectada conforme descrito anteriormente também pode suprimir o consumo de energia. Em outras palavras, pode-se evitar, também, o consumo supérfluo de energia.[083] Actively interrupting PWM control when a phase current or temperature anomaly is detected as described above can also suppress power consumption. In other words, superfluous energy consumption can also be avoided.
[084] Ademais, o determinador de iniciação-interrupção de controle 11 pode ser configurado para ajustar a duração do estado de “iniciação de controle” de modo que quanto mais a corrente de fase exceder o limiar, mais longa será a duração do estado de “iniciação de controle”. A Figura 12 ilustra um fluxo de operação no qual o comprimento da duração do estado de “iniciação de controle” é alterado dependendo da magnitude da corrente de fase que excede o limiar.[084] Furthermore, the control initiation-
[085] Quando o valor corrente de fase que excede o limiar for baixo (SIM na etapa S13), a duração na qual o estado da tensão de acionamento é ajustado para o estado de “iniciação de controle” é curta (etapa S16). Quando o valor atual da corrente de fase que excede o limiar é um nível intermediário (SIM na etapa S14), a duração na qual o estado da tensão de acionamento é ajustado ao estado de “iniciação de controle” é um comprimento intermediário (etapa S16). Quando o valor atual da corrente de fase que excede o limiar for alto (SIM na etapa S15), a duração na qual o estado da tensão de acionamento é ajustado ao estado de “iniciação de controle” é longa (etapa S18).[085] When the phase current value exceeding the threshold is low (YES at step S13), the duration in which the drive voltage state is set to the “control initiation” state is short (step S16). When the current value of the phase current exceeding the threshold is an intermediate level (YES in step S14), the duration in which the drive voltage state is adjusted to the “control initiation” state is an intermediate length (step S16 ). When the current value of the phase current exceeding the threshold is high (YES at step S15), the duration in which the drive voltage state is set to the “control initiation” state is long (step S18).
[086] Em geral, quanto maior a corrente de fase que flui no motor, pior será o nível de anomalia no controle de PWM. De modo correspondente, a transição ao estado de “partida de controle” precisa ser realizada mais cuidadosamente. Alcançando-se uma configuração na qual a duração no “estado de iniciação de controle” é ajustada de modo que quanto maior a corrente de fase que excede o limiar, mais longa será a duração no “estado de iniciação de controle”, o tempo levado para retomar o controle de PWM possa ser ajustado de modo que quanto maior a corrente de fase, mais longo será o tempo levado para retomar o controle de PWM. De modo correspondente, um dispositivo de controle de motor que pode estabilizar a retomada do controle de PWM pode ser alcançado.[086] In general, the greater the phase current flowing in the motor, the worse the PWM control anomaly level will be. Correspondingly, the transition to the “control start” state needs to be carried out more carefully. By achieving a setting in which the duration in the “control initiation state” is adjusted so that the greater the phase current that exceeds the threshold, the longer the duration in the “control initiation state”, the time taken to resume PWM control can be adjusted so that the greater the phase current, the longer the time taken to resume PWM control. Correspondingly, a motor control device that can stabilize PWM control resumption can be achieved.
[087] Nota-se que o mesmo se aplica à temperatura. Um fluxo de operação no caso de a temperatura ser a mesma que na Figura 12. Em geral, quanto maior a temperatura dos elementos de comutação, pior será o nível da anomalia no controle de PWM. De modo correspondente, um dispositivo de controle de motor que pode estabilizar a retomada do controle de PWM pode ser alcançado ajustando-se o tempo levado à transição ao estado de “partida de controle” de modo que quanto maior for a temperatura dos elementos de comutação, mais longo será o tempo levado para transição ao estado de “partida de controle”.[087] Note that the same applies to temperature. An operating flow in case the temperature is the same as in Figure 12. In general, the higher the temperature of the switching elements, the worse the level of anomaly in the PWM control. Correspondingly, a motor control device that can stabilize the resumption of PWM control can be achieved by adjusting the time taken to transition to the “control start” state so that the higher the temperature of the switching elements , the longer the time taken to transition to the “start-up” state.
[088] Proporciona-se a descrição de um dispositivo de controle de motor 20 de acordo com uma segunda modalidade com referência à Figura 13. O dispositivo de controle de motor 20 da modalidade é diferente do dispositivo de controle de motor 10 (Figura 2) em que o dispositivo de controle de motor 20 inclui um controlador de valor de instrução de tensão 21 configurado para controlar valores de instrução de tensão no estado de “interrupção de controle”. Ademais, um controlador de tensão de acionamento 22 é diferente do controlador de tensão de acionamento 12 pelo fato de que o controlador de tensão de acionamento 22 gera o sinal de PWM utilizando-se esses valores de instrução de tensão (saídas do controlador de valor de instrução de tensão 21).[088] A description of a
[089] O controlador de valor de instrução de tensão 21 fixa cada um dos valores de instrução de tensão instruindo aumento ou redução das correntes de fase a um valor predeterminado no estado de “interrupção de controle”. De modo específico, visto que o valor de instrução de tensão é fixado ao valor predeterminado enquanto o controle de PWM é interrompido, pode-se suprimir a flutuação do torque de motor na transição a partir do estado de “interrupção de controle” ao estado de “iniciação de controle”.[089] The voltage
[090] A Figura 14 ilustra um exemplo de configuração funcional do controlador de tensão de acionamento 22. O controlador de tensão de acionamento 22 é diferente do controlador de tensão de acionamento 12 (Figura 5) somente pelo fato de que o controlador de tensão de acionamento 22 inclui um controlador de corrente 221.[090] Figure 14 illustrates an example of the functional configuration of the
[091] No controlador de corrente 121, o valor de instrução de tensão no período quando o controle de PWM for interrompido é ajustado para “0.” No controlador de corrente 221, o sinal de estado fixa o valor de instrução de tensão na “interrupção de controle” ao valor predeterminado.[091] In
[092] O predeterminado pode ser, por exemplo, um valor de instrução de tensão de eixo geométrico d Vd1* e um valor de comando de tensão de eixo geométrico q Vq1* recentemente calculado com base no valor T* de instrução de torque, no número de revoluções w, e na tensão de capacitor no estado de “interrupção de controle”. Calcular recentemente os valores permite que o torque de motor siga o valor alvo mais rapidamente mesmo quando a duração do estado de “interrupção de controle” for longa.[092] The default can be, for example, a newly calculated d-axis voltage command value Vd1* and a q-axis voltage command value Vq1* newly calculated based on the torque instruction value T*, in the number of revolutions w, and on the capacitor voltage in the “control interrupt” state. Newly calculated values allow the motor torque to follow the target value more quickly even when the duration of the “control interruption” state is long.
[093] A Figura 15 ilustra, de modo esquemático, uma relação entre o valor de instrução de tensão e cada um dos estados no caso onde os valores de instrução de tensão novos Vd1*, Vq1* são calculados no estado de “interrupção de controle”. O eixo geométrico horizontal representa o tempo e o eixo geométrico vertical representa o valor de instrução de tensão.[093] Figure 15 schematically illustrates a relationship between the voltage instruction value and each of the states in the case where the new voltage instruction values Vd1*, Vq1* are calculated in the “control interrupt” state ”. The horizontal axis represents time and the vertical axis represents the voltage instruction value.
[094] O controlador de valor de instrução de tensão 21 calcula o valor de instrução de tensão de eixo geométrico d Vd1* novo e o valor de comando de tensão de eixo geométrico q Vq1* novo no estado de “interrupção de controle”, e emite esses valores no controlador de corrente 221. Como resultado, a flutuação do torque de motor na transição ao estado de “iniciação de controle” pode ser suprimida mesmo quando o estado de “interrupção de controle” for infinitamente longo conforme ilustrado pela linha pontilhada.[094] The voltage
[095] Ademais, o valor predeterminado pode ser o valor de instrução de tensão mantido pelo controlador de valor de instrução de tensão 21 logo antes da transição ao estado de “interrupção de controle”. Uma relação entre o valor de instrução de tensão e cada estado nesse caso é ilustrada na Figura 16.[095] Furthermore, the predetermined value may be the voltage instruction value maintained by the voltage
[096] O eixo geométrico horizontal e o eixo geométrico vertical da Figura 16 são iguais àqueles da Figura 15. O controlador de valor de instrução de tensão 21 mantém Vd* e Vq* logo antes da transição ao estado de “interrupção de controle” como Vd0* e Vq0*. Logo, os valores de instrução de tensão mantidos são inseridos no controlador de corrente 221 quando as transições de estado ao estado de “iniciação de controle” suprimirem flutuações do torque de motor. Esse método é eficaz quando a duração do estado de “interrupção de controle” for relativamente curta.[096] The horizontal axis and the vertical axis of Figure 16 are the same as those of Figure 15. The voltage
[097] Ademais, o valor predeterminado pode ser ajustado, dependendo do comprimento da duração do estado de “interrupção de controle”, a um valor entre o valor de instrução de tensão Vd0*, Vq0* mantido logo antes da transição ao estado de “interrupção de controle” e o valor de instrução de tensão Vd1*, Vq1* recentemente calculado utilizando-se o valor T* de instrução de torque necessário para o controle de torque.[097] In addition, the default value can be set, depending on the length of the duration of the “control interrupt” state, to a value between the voltage instruction value Vd0*, Vq0* maintained just before the transition to the “control interrupt” state. control interrupt” and the newly calculated voltage instruction value Vd1*, Vq1* using the torque instruction value T* required for torque control.
[098] A Figura 17 ilustra, de modo esquemático, uma relação entre o valor de instrução de tensão e cada estado no caso onde o valor predeterminado é ajustado a um valor entre o valor de instrução de tensão mantido Vd0*, Vq0* e o valor de instrução de tensão recentemente calculado Vd1*, Vq1*. O eixo geométrico horizontal e o eixo geométrico vertical da Figura 17 são iguais àqueles da Figura 15.[098] Figure 17 schematically illustrates a relationship between the voltage instruction value and each state in the case where the predetermined value is set to a value between the maintained voltage instruction value Vd0*, Vq0* and the newly calculated voltage instruction value Vd1*, Vq1*. The horizontal axis and the vertical axis of Figure 17 are the same as those of Figure 15.
[099] Os valores de comando de tensão Vd* e Vq* na transição ao estado de “iniciação de controle” são ajustados a um valor entre Vd0*, Vq0* e Vd1*, Vq1* dependendo do comprimento da duração do estado de “interrupção de controle”. Depender do comprimento do tempo significa que, conforme ilustrado na Figura 17, a duração do estado de “interrupção de controle” no caso de usar Vd1*, Vq1* recentemente calculados é determinada antecipadamente e o valor é determinado a partir da relação proporcional entre esse tempo e a duração real do estado de “interrupção de controle”.[099] The voltage command values Vd* and Vq* on transition to the “control initiation” state are set to a value between Vd0*, Vq0* and Vd1*, Vq1* depending on the length of the duration of the “ control interruption”. Depending on the length of time means that, as illustrated in Figure 17, the duration of the “control interruption” state in case of using newly calculated Vd1*, Vq1* is determined in advance and the value is determined from the proportional relationship between this time and actual duration of the “control interruption” state.
[0100] Conforme descrito anteriormente, o valor predeterminado é ajustado, dependendo do comprimento da duração do estado de “interrupção de controle”, a um valor entre Vd0*, Vq0* mantido pelo controlador de valor de instrução de tensão 21 logo antes da transição ao estado de “interrupção de controle” e Vd1*, Vq1* recentemente calculados necessários para o controle de torque. Como resultado, é possível ajustar apropriadamente o valor de instrução de tensão e suprimir flutuação do torque de motor na transição ao estado de “iniciação de controle”.[0100] As described earlier, the default value is set, depending on the length of the duration of the “control interrupt” state, to a value between Vd0*, Vq0* maintained by the voltage
[0101] Conforme descrito anteriormente, o dispositivo de controle de motor 20 da segunda modalidade pode suprimir a flutuação do torque de motor na transição a partir do estado de “interrupção de controle” ao estado de “iniciação de controle”. A supressão da flutuação do torque de motor pode evitar a ocorrência de vibração com base na flutuação de torque.[0101] As previously described, the
[0102] A Figura 18 ilustra alterações na corrente de fase e no torque com o passar do tempo no caso onde o motor 5 é acionado por um dispositivo de controle de motor de um exemplo comparativo e o estado é transicionado a partir do estado de “interrupção de controle” ao estado de “partida de controle”. O eixo geométrico horizontal e o eixo geométrico vertical da Figura 17 são iguais àqueles da Figura 7.[0102] Figure 18 illustrates changes in phase current and torque over time in the case where
[0103] Na alteração com o passar do tempo no exemplo comparativo da Figura 18, o estado de “iniciação de controle” supramencionado não existe. Em outras palavras, as transições de estado a partir do estado de “interrupção de controle” ao estado de “partida de controle”. Visto que a largura de pulso do sinal de PWM no momento quando o controle de PWM for retomado é igual àquela no estado de controle de PWM normal e é grande, pode ocorrer uma ultrapassagem na corrente de fase dependendo do número de revoluções do motor. Como resultado, ocorrem vibrações no torque de motor.[0103] In the change over time in the comparative example of Figure 18, the aforementioned “control initiation” state does not exist. In other words, the state transitions from the “control interruption” state to the “control departure” state. Since the pulse width of the PWM signal at the time when PWM control is resumed is the same as that in the normal PWM control state and is large, phase current overshoot may occur depending on the number of motor revolutions. As a result, vibrations occur in the engine torque.
[0104] No exemplo comparativo (Figura 18), a vibração de torque ocorre assim que ocorrerem as transições de estado a partir do estado de “interrupção de controle” ao estado de “partida de controle”. A vibração continua por 30 ms ou mais. Quando o motor 5 for acionado pelo dispositivo de controle de motor 10 da primeira modalidade, não ocorrem vibrações da mesma situação (Figura 7).[0104] In the comparative example (Figure 18), the torque vibration occurs as soon as the state transitions from the “control interruption” state to the “control pick-up” state occur. Vibration continues for 30 ms or more. When the
[0105] Os dispositivos de controle de motor 10 e 20 nas modalidades controlam a tensão de acionamento de modo que cada corrente de fase aumente ou diminua à medida que o tempo decorre na situação onde o estado da tensão de acionamento for o estado de iniciação. De modo correspondente, os dispositivos de controle de motor 10 e 20 podem reduzir a ultrapassagem da corrente de fase e suprimir a ocorrência de vibrações no torque de motor no caso onde o controle de PWM for retomado.[0105] The
[0106] Nota-se que, na Figura 6 supramencionada, a descrição é dada utilizando-se o exemplo no qual os sinais de PWM para o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 no estado de “partida de controle” forem sinais opostos entre si. No entanto, na prática, o tempo morto no qual o braço superior Tr1 e o braço inferior Tr2 são simultaneamente ajustados para DESLIGADO é genericamente fornecido em cada ciclo de portador para evitar que uma corrente atravessante flua através do circuito de braço. Na descrição das modalidades, uma ilustração do tempo morto é omitida para simplificar a descrição.[0106] Note that, in Figure 6 above, the description is given using the example in which the PWM signals for the upper arm Tr1 and the lower arm Tr2 in the “control start” state are opposite signs between yes. However, in practice, the dead time in which the upper arm Tr1 and the lower arm Tr2 are simultaneously set to OFF is generally provided in each carrier cycle to prevent a through current from flowing through the arm circuit. In the description of the modalities, an illustration of dead time is omitted to simplify the description.
[0107] Ademais, nas modalidades, embora a descrição seja dada utilizando-se o exemplo no qual a largura de pulso do sinal de PWM é aumentada, um dispositivo de controle de motor tendo efeitos similares pode ser alcançado empregando-se um método para reduzir o tempo morto supramencionado. Ademais, efeitos similares também podem ser obtidos alterando-se o ciclo de portador.[0107] Furthermore, in the embodiments, although the description is given using the example in which the pulse width of the PWM signal is increased, a motor control device having similar effects can be achieved by employing a method to reduce the aforementioned dead time. Furthermore, similar effects can also be obtained by changing the carrier cycle.
[0108] Adicionalmente, nas modalidades supramencionadas, embora a descrição seja dada utilizando-se o exemplo no qual o motor 5 é o motor elétrico síncrono de ímã permanente trifásico para acionar o veículo elétrico, a presente invenção não se limita a esse exemplo. A ideia técnica descrita nas modalidades supramencionadas pode ser aplicada não somente a um motor para acionamento (deslocamento), mas também a uma ampla variedade de motores, tal como um atuador.[0108] Additionally, in the aforementioned embodiments, although the description is given using the example in which the
[0109] Muito embora as modalidades da presente invenção sejam descritas anteriormente, deve-se compreender que a descrição e os desenhos que formam parte desta revelação limitam a presente invenção. A partir desta revelação, várias modalidades alternativas, exemplos e técnicas de operação serão constatados pelos indivíduos versados na técnica. LISTA DAS REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 1 - dispositivo de suprimento de potência de acionamento 2 - bateria 3 , 14 - unidades de relé 4 - inversor 5 - motor 6 - capacitor 7 - sensor de corrente 8 - sensor de ângulo 9 - sensor de tensão 10 - dispositivo de controle de motor 11 - determinador de iniciação-interrupção de controle 12 - controlador de tensão de acionamento 13 - dispositivo de controle de veículo 20 - dispositivo de controle de motor 21 - controlador de valor de instrução de tensão 22 - controlador de tensão de acionamento[0109] Although embodiments of the present invention are described above, it should be understood that the description and drawings that form part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and techniques of operation will be appreciated by those skilled in the art. LIST OF NUMERIC REFERENCES 1 - drive power supply device 2 -
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